具有集成緩沖槽的冷卻組件的制作方法
【專利摘要】具有集成緩沖槽的冷卻組件包括多個(gè)熱交換器，其中至少一個(gè)為冷卻劑散熱器。冷卻組件進(jìn)一步包括沿冷卻組件端部延伸的結(jié)構(gòu)框架溝槽，并且熱交換器至少部分地固定到結(jié)構(gòu)框架溝槽。冷卻劑緩沖槽集成到冷卻組件，并與冷卻劑散熱器流體連通。冷卻劑緩沖槽具有由幾個(gè)壁圍成的冷卻劑體積，并且這些壁的至少一個(gè)是由結(jié)構(gòu)框架溝槽提供的。
【專利說明】具有集成緩沖槽的冷卻組件
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求2014年10月21日提交的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)62/066,472的優(yōu)先權(quán)，據(jù)此通過引用將其全部?jī)?nèi)容包括在此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本實(shí)用新型涉及冷卻組件，并特別涉及用于車輛內(nèi)引擎系統(tǒng)的冷卻組件。
【背景技術(shù)】
[0004]液體冷卻的引擎需要由多個(gè)部件組成的冷卻系統(tǒng)，并且對(duì)于車輛引擎來說，這個(gè)系統(tǒng)需要附接到車輛。為了提高車輛性能，理想的是，使車輛重量最小化并且最有效地利用車輛內(nèi)的空間。而且，用于冷卻系統(tǒng)的熱交換器通常由中間框架連接到車輛。以前為了改進(jìn)冷卻系統(tǒng)到車輛的連接已進(jìn)行了嘗試，但是以前的嘗試沒有使用現(xiàn)有的中間框架將熱交換器連接到車輛。US 4，366，858公開了一種熱交換器，這種熱交換器具有增加到歧管槽(manifold tank)的一側(cè)的膨脹槽。US 5，971，062、US 6，189,492以及US 6,908,283公開了一種增加到車輛風(fēng)扇護(hù)罩的頂部或一側(cè)的膨脹槽。這些設(shè)計(jì)沒有利用現(xiàn)有的中間框架，而是向另一部件的外側(cè)增加膨脹槽，這會(huì)導(dǎo)致一個(gè)問題，即將這種部件裝配到緊密的車輛空間中。而且，將膨脹槽安裝到框架(例如當(dāng)前的實(shí)用新型)是一種更加堅(jiān)固的連接方式并且與連接在塑料風(fēng)扇護(hù)罩外側(cè)上相比或者與從歧管槽延伸相比提供更多的支撐。
[0005]為了將膨脹槽安裝到框架構(gòu)件還進(jìn)行了一些嘗試。然而，這些嘗試既沒有有效地使用框架構(gòu)件內(nèi)的空間，也沒有將膨脹槽放在便于填充膨脹槽的位置。US 6，427，766公開了一種用于熱交換器和膨脹槽的車輛框架構(gòu)件，膨脹槽安裝在框架構(gòu)件的頂部或外側(cè)上。US 6，474，727公開了一種車輛框架構(gòu)件，這種車輛框架構(gòu)件包含用于膨脹槽的安裝空間和用于熱交換器的安裝空間。然而，US 6，474，727向框架的外側(cè)并且在框架上的較低位置處增加膨脹槽，如果需要填充或需要抽取，將難以接近膨脹槽。
[0006]當(dāng)前的實(shí)用新型有效地使用了中間框架內(nèi)和框架本身內(nèi)的內(nèi)部空間，以形成用于冷卻系統(tǒng)的便捷的膨脹槽，并且尤其為大且重的部件(例如大的熱交換器)提供到車輛的堅(jiān)固的連接。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，冷卻組件包括多個(gè)熱交換器，其中至少一個(gè)為冷卻劑散熱器。所述冷卻組件進(jìn)一步包括一個(gè)沿冷卻組件端部延伸的結(jié)構(gòu)框架溝槽，并且所述熱交換器至少部分地固定地到所述結(jié)構(gòu)框架溝槽。冷卻劑緩沖槽集成到冷卻組件，并與冷卻劑散熱器流體連通。冷卻液緩沖槽具有由幾個(gè)壁圍成的冷卻劑體積，并且這些壁的至少一個(gè)是由所述結(jié)構(gòu)框架溝槽提供的。
[0008]在一些實(shí)施例中，所述框架溝槽限定沿所述冷卻組件的寬度維度延伸的平面壁。在一些實(shí)施例中，所述熱交換器和冷卻劑緩沖槽位于所述平面壁的共同側(cè)。在一些這樣的實(shí)施例中，所述冷卻劑緩沖槽被布置在所述平面壁和所述冷卻劑散熱器之間。
[0009]在一些實(shí)施例中，每個(gè)熱交換器包括一個(gè)熱交換器芯，并且所述結(jié)構(gòu)框架溝槽不與任一個(gè)熱交換器芯重疊。
[0010]在一些實(shí)施例中，所述結(jié)構(gòu)框架溝槽包括圍成所述冷卻劑體積的第一平面壁、第二平面壁以及第三平面壁。所述第一平面壁具有兩個(gè)相對(duì)的長(zhǎng)邊，并且所述第二平面壁沿所述長(zhǎng)邊中的一個(gè)延伸并與第一平面壁垂直。所述第三平面壁沿所述長(zhǎng)邊的另一個(gè)延伸并同樣與第一平面壁垂直。
[0011 ]在一些實(shí)施例中，所述結(jié)構(gòu)框架溝槽包括:第一平面壁，其具有第一和第二相對(duì)的長(zhǎng)邊;第二平面壁，其沿第一長(zhǎng)邊延伸并垂直于所述第一平面壁被定向；以及第三平面壁，其沿第二長(zhǎng)邊延伸并垂直于所述第一平面壁被定向，其中第一、第二和第三平面壁的每一個(gè)都限定出圍成所述冷卻劑體積的多個(gè)壁中的一個(gè)。
[0012]在一些實(shí)施例中，所述第一平面壁、所述第二平面壁和所述第三平面壁共同限定出第一 U形部分，進(jìn)一步包括:第四平面壁，其具有第三和第四相對(duì)的長(zhǎng)邊;第五平面壁，其沿第三長(zhǎng)邊延伸垂直于所述第四平面壁被定向；以及第六平面壁，其沿第四長(zhǎng)邊延伸并垂直于所述第四平面壁被定向，所述第四平面壁、所述第五平面壁和所述第六平面壁共同限定出第二 U形部分，其中所述第二 U形部分被容納在所述第一 U形部分內(nèi)并與所述第一 U形部分結(jié)合從而限定出所述冷卻劑緩沖槽。
[0013]在一些實(shí)施例中，冷卻劑填充口頸結(jié)合到所述第一平面壁并延伸到所述冷卻劑體積內(nèi)部。
[0014]根據(jù)本實(shí)用新型的另一實(shí)施例，冷卻組件安裝到具有冷卻劑回路的引擎系統(tǒng)內(nèi)部。所述冷卻組件包括頂部結(jié)構(gòu)框架溝槽和底部結(jié)構(gòu)框架溝槽，所述底部結(jié)構(gòu)框架溝槽與頂部結(jié)構(gòu)框架溝槽分隔開并低于所述頂部結(jié)構(gòu)框架溝槽。所述冷卻組件進(jìn)一步包括冷卻劑散熱器和冷卻劑緩沖槽。所述冷卻劑散熱器被布置在頂部和底部結(jié)構(gòu)框架溝槽之間并固定到頂部和底部結(jié)構(gòu)框架溝槽，并形成所述冷卻回路的一部分。所述冷卻劑緩沖槽被設(shè)置在所述頂部結(jié)構(gòu)框架溝道內(nèi)部并位于所述冷卻劑散熱器上方。所述冷卻劑緩沖槽同樣形成所述冷卻回路的一部分。
[0015]在一些實(shí)施例中，所述冷卻劑緩沖槽位于沿所述冷卻劑回路的最高位置處。在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)額外的熱交換器同樣固定于頂部和底部結(jié)構(gòu)框架溝槽上。
[0016]在一些實(shí)施例中，冷卻劑散熱器包括一個(gè)入口槽和一個(gè)出口槽。所述冷卻劑緩沖槽通過被設(shè)置在所述冷卻劑緩沖槽上部定位的排氣端口流體耦合到所述入口槽或出口槽。在一些這樣的實(shí)施例中，所述入口槽固定到所述頂部結(jié)構(gòu)框架溝槽而所述出口槽固定到所述底部結(jié)構(gòu)框架溝槽。
[0017]在一些實(shí)施例中，進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)固定于所述頂部結(jié)構(gòu)框架溝槽和所述底部結(jié)構(gòu)框架溝槽的額外熱交換器。
[0018]在一些實(shí)施例中，所述冷卻劑緩沖槽通過被設(shè)置在所述冷卻劑緩沖槽下部定位的降水端口流體耦合到沿所述冷卻回路的最低定位處。
[0019]在一些實(shí)施例中，所述頂部結(jié)構(gòu)框架溝槽具有第一和第二U形部分。所述第一U形部分由兩個(gè)豎直布置的平面壁所結(jié)合的水平布置的平面壁限定。所述第二 U形部分同樣由兩個(gè)豎直布置的平面壁所結(jié)合的水平布置的平面壁限定，并容納到所述第一 U形部分內(nèi)部并結(jié)合到所述第一 U形部分從而限定所述冷卻劑緩沖槽。
[0020]根據(jù)本實(shí)用新型的另一實(shí)施例，制作冷卻組件的方法包括在金屬片上形成安裝孔，并使所述金屬片形成第一 U形部件。所述方法還包括使第二金屬片形成第二 U形部件，并將所述第二 U形部件布置在所述第一 U形布件內(nèi)部。所述第一 U形部件與所述第二 U形部件結(jié)合從而限定一個(gè)封閉的體積。冷卻劑散熱器通過安裝孔結(jié)合到所述第一 U形部件。
【附圖說明】
[0021]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的冷卻組件的立體圖。
[0022 ]圖2是圖1中的冷卻組件的分解的立體圖。
[0023]圖3A和圖3B是圖1中冷卻組件的結(jié)構(gòu)框架構(gòu)件的立體圖。
[0024]圖4是沿圖3A的線IV-1V的部分平面圖的截面圖。
[0025]圖5是圖3A和圖3B中的結(jié)構(gòu)框架構(gòu)件的分解的立體圖。
[0026]圖6是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例使用冷卻組件的引擎冷卻系統(tǒng)的圖解視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]在詳細(xì)說明本實(shí)用新型的任何實(shí)施例之前，應(yīng)該理解本實(shí)用新型的應(yīng)用并不局限于下文中陳述的或是附圖中展現(xiàn)的構(gòu)造以及部件布置的細(xì)節(jié)。本實(shí)用新型可用于其他實(shí)施例中并可通過不同方式實(shí)踐和實(shí)施。并且，還應(yīng)理解在此使用的用語和術(shù)語是以說明為目的并不具有任何限定作用。在此，“包括”、“包含”或“具有”及其變體的使用是為了涵蓋其后所列的項(xiàng)目、其等同物以及補(bǔ)充項(xiàng)。除非另有規(guī)定或是以其他方式限制，否則，術(shù)語“安裝”、“連接”、“支撐”和“耦合”及其變體為廣義的并涵蓋直接和間接的安裝、連接、支撐和耦合。而且，“連接”和“親合”并不受限于物理的或是機(jī)械的連接或耦合。
[0028]圖1和圖2示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例的冷卻組件I，其包括多個(gè)(在示例性實(shí)施例中，示出了 3個(gè))被布置成接收冷卻空氣流的熱交換器。冷卻組件I包括散熱器4、增壓空氣冷卻器5和油冷卻器6，散熱器4用于拋棄來自液體引擎冷卻劑流的熱量，增壓空氣冷卻器5用于拋棄來自渦輪增壓的燃燒空氣的熱量，以及油冷卻器6用于拋棄來自傳動(dòng)油的熱量。雖然熱交換器的確切數(shù)量和類型隨具體應(yīng)用會(huì)有相應(yīng)改變，但是所示的冷卻組件I特別適用于非公路用設(shè)備(例如，挖掘機(jī)、前端裝載機(jī)等)的引擎應(yīng)用。冷卻劑散熱器4、增壓空氣冷卻器5和油冷卻器6沿冷卻組件I的寬度尺寸按順序布置。也可包括額外的未示出的熱交換器(例如冷凝器)。
[0029]雖然組件I包含的每個(gè)熱交換器的風(fēng)格和構(gòu)造各異，但是通常每個(gè)都示為具有熱交換器芯，熱交換器芯在被布置在相對(duì)兩側(cè)的槽之間延伸。如圖2的分解圖看得最好，散熱器4包括被布置在散熱器4上端的頂部槽29、被布置在散熱器4下端的底部槽30、以及在頂部槽29和底部槽30之間延伸的散熱器熱交換芯28。頂部槽29裝備有入口端口 31，其用于接收來自引擎冷卻劑系統(tǒng)的冷卻劑流;并且底部槽30裝備有出口端口 32，其用于將冷卻后的冷卻劑送回引擎冷卻劑系統(tǒng)。
[0030]同樣地，增壓空氣冷卻器5包括被增壓空氣冷卻器熱交換芯34隔開且連接的相對(duì)的槽35，油冷卻器6包括被油冷卻器熱交換芯37隔開且連接的相對(duì)的槽38。每個(gè)增壓空氣冷卻器槽35都裝備有端口 36，并且每個(gè)油冷卻器槽38都裝備有端口 39，從而允許連接到他們各自的流體系統(tǒng)中。熱交換器4、5和6的每一個(gè)都被描述成單程熱交換器，但是應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)于其中一個(gè)或多個(gè)熱交換器可替代性地采用多程熱交換器，并且熱交換器的分別的入口端口和出口端口可替代性地設(shè)置在其中一個(gè)槽內(nèi)。
[0031]散熱器芯28、增壓空氣冷卻器芯34和油冷卻器芯37都提供了在熱交換器的相對(duì)槽之間延伸的流體通道(用于待冷卻的流體)，以及用于冷卻空氣的延伸穿過芯的空氣流通路。熱交換芯28、34和37的每一個(gè)都可以本領(lǐng)域公知的任一種方式構(gòu)造，包括(但不限于):管和翅片構(gòu)造(tube and fin construct1n)、圓管板翅片構(gòu)造(round tube plate finconstruct1n)、條板構(gòu)造(bar plate construct1n)以及奸焊板構(gòu)造(brazed plateconstruct1n)。
[0032]結(jié)構(gòu)框架7用于將熱交換器固定于冷卻組件I內(nèi)部，結(jié)構(gòu)框架7具有頂部結(jié)構(gòu)框架溝槽10、底部結(jié)構(gòu)框架溝槽9和兩個(gè)側(cè)面結(jié)構(gòu)框架溝槽8。結(jié)構(gòu)框架7圍繞聚集的熱交換器進(jìn)行組裝，并且結(jié)構(gòu)框架7的不同構(gòu)件由螺紋栓或相似緊固件24固定，螺紋栓或相似緊固件24延伸穿過框架構(gòu)件中的定位孔23并且耦合到結(jié)構(gòu)框架7拐角處的螺紋螺母或相似緊固件25。如圖所示，每個(gè)拐角處的孔23優(yōu)選為成對(duì)的，使得結(jié)構(gòu)框架7具有提高的硬度。熱交換器通過延伸穿過熱交換器安裝孔27的緊固件26固定于框架構(gòu)件，所述熱交換器安裝孔27被設(shè)置在頂部結(jié)構(gòu)框架溝槽10和底部結(jié)構(gòu)框架溝槽9，以便被固定于熱交換器的槽的內(nèi)部或是穿過所述槽。
[0033]說到圖6，下文將詳細(xì)描述散熱器4是其一部分的引擎冷卻劑系統(tǒng)2。引擎冷卻劑系統(tǒng)2的運(yùn)行主要是用來保持引擎3的溫度在期望的運(yùn)行參數(shù)內(nèi)。盡管其他類型的引擎也適用于一些應(yīng)用中，但是引擎3的典型為以燃料(例如汽油、柴油、天然氣、丙烷或是其他烴基燃料)運(yùn)行的內(nèi)燃機(jī)。水栗43使冷卻劑流循環(huán)通過引擎3，以便將引擎3的低效的發(fā)電過程中產(chǎn)生的熱量運(yùn)走。許多液體冷卻劑(包括水、乙二醇、丙二醇及其組合)是本領(lǐng)域公知的。然而，應(yīng)該理解引擎冷卻系統(tǒng)2的工作原理通常適用于許多液體冷卻劑。
[0034]因?yàn)橐胬鋮s劑吸收來自引擎3的產(chǎn)生的熱量，所以有必要拋棄來自冷卻劑流的熱量，從而將冷卻劑的溫度保持在所期望的水平。熱量的這種拋棄至少部分地由散熱器4實(shí)現(xiàn)。被加熱的冷卻劑的至少一部分被導(dǎo)入到散熱器4的頂部槽29，然后其從那里流過散熱器熱交換芯28至底部槽30。空氣也可由例如，風(fēng)扇引導(dǎo)穿過散熱器熱交換芯28。熱量對(duì)流地從冷卻劑傳遞到空氣，從而降低了冷卻劑的溫度。
[0035]自動(dòng)調(diào)溫器40用于將進(jìn)入引擎3的冷卻劑的溫度保持在所期望的運(yùn)行范圍內(nèi)。典型的自動(dòng)調(diào)溫器40包括被放置在冷卻劑流內(nèi)部并響應(yīng)于冷卻劑流的溫度的蠟馬達(dá)元件。在冷卻劑的溫度低于所期望的工作溫度范圍的情況下(例如，在引擎啟動(dòng)時(shí)或是在非常寒冷的環(huán)境溫度下運(yùn)行時(shí)，可能發(fā)生這些情況)，自動(dòng)調(diào)溫器將會(huì)完全或是大體地阻止來自散熱器4的出口槽30的冷卻劑流，從而全部或是大體上全部的傳送到引擎3用于冷卻目的的冷卻劑都未穿過散熱器而是直接地來源于水栗43。這樣的操作將會(huì)阻止或是至少嚴(yán)格的限制熱量從冷卻劑中去除，從而引擎3的連續(xù)操作將會(huì)用來穩(wěn)定地提高冷卻劑的溫度，直到冷卻劑的溫度達(dá)到期望的運(yùn)行限制內(nèi)的時(shí)候。這時(shí)，自動(dòng)調(diào)溫器40將部分地打開延伸穿過散熱器4至冷卻劑流的流程，從而由水栗43循環(huán)的冷卻劑的至少一部分由散熱器4內(nèi)向空氣的散熱而被冷卻。在一些運(yùn)行條件下，自動(dòng)調(diào)溫器40可以完全地打開延伸穿過散熱器4的流程，從而使得全部或是大體上全部的由水栗43循環(huán)的冷卻劑穿過散熱器。但是，一般而言，自動(dòng)調(diào)溫器40會(huì)不斷地調(diào)節(jié)穿過散熱器4的冷卻劑和繞過散熱器的冷卻劑之間的分擔(dān)，以便為引擎3提供期望溫度的持續(xù)的冷卻劑流。
[0036]眾所周知，典型的液體冷卻劑的溫度和密度為逆相關(guān)關(guān)系。作為一個(gè)特別相關(guān)但非限定性的例子，將水和乙二醇的混合物(按體積計(jì)50/50)的溫度從5°C提高到典型的工作溫度90°C，將會(huì)使液體的密度減少5%。這種密度的減少將會(huì)導(dǎo)致通常不可壓縮的液體冷卻劑所占有的體積整體的膨脹，并要求冷卻劑系統(tǒng)2內(nèi)設(shè)置一定的膨脹空間。所需的膨脹空間可由冷卻劑系統(tǒng)2內(nèi)部的緩沖槽(surge tank) 11提供。緩沖槽11優(yōu)選位于冷卻劑系統(tǒng)2的最高點(diǎn)，并提供由可壓縮氣體(通常為空氣)填充的膨脹空間。當(dāng)冷卻劑被引擎3從非工作條件的相對(duì)低溫加熱到穩(wěn)定狀態(tài)運(yùn)行的相對(duì)熱溫，冷卻劑系統(tǒng)2內(nèi)的冷卻劑的膨脹將驅(qū)動(dòng)冷卻劑的一部分通過被設(shè)置在緩沖槽11底端的降水(draw-down)端口 19進(jìn)入緩沖槽11。降水端口 19由降水線45流體耦合到水栗43的進(jìn)口側(cè)，盡管在一些可替代的實(shí)施例中，其可以沿著冷卻劑回路耦合在不同點(diǎn)，例如，水栗43的高壓側(cè)。冷卻劑進(jìn)入到緩沖槽11的內(nèi)體積17的運(yùn)動(dòng)將會(huì)提高液面并壓縮氣體，從而增加系統(tǒng)壓力。當(dāng)引擎3停止時(shí)，冷卻劑系統(tǒng)2內(nèi)的冷卻劑將會(huì)冷卻并且其密度將再次增大。這將會(huì)導(dǎo)致包含在緩沖槽11內(nèi)的冷卻劑的一部分通過降水端口 19移動(dòng)到冷卻劑系統(tǒng)3的剩余部分。
[0037]緩沖槽11也可用于阻止引擎冷卻劑系統(tǒng)2的其它區(qū)域內(nèi)的空氣和其它不凝性氣體的不良積聚。例如，在散熱器熱交換芯28的流體通路內(nèi)的空氣積聚將有效地阻止其接收冷卻劑流，從而導(dǎo)致冷卻能力不充分。為阻止此類積聚，散熱器4的頂部槽29內(nèi)裝備有散熱器排氣端口 33，并且所述散熱器排氣端口 33通過排氣管線44流體連接到朝向緩沖槽11上端被布置的排氣端口 20。貫穿引擎冷卻劑系統(tǒng)2的氣囊通過來自水栗43的冷卻劑流被帶到頂部槽29，或是自然地借助浮力效應(yīng)從底部槽30和/或熱交換芯28到達(dá)頂部槽29。空氣相對(duì)于引擎冷卻劑的自然浮力會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致空氣向上迀移到緩沖槽11的體積17中?？諝庵袔в械乃欣鋮s液劑與體積17內(nèi)存儲(chǔ)的額外冷卻劑再次結(jié)合。
[0038]上述的排氣布置特別地適用于向引擎冷卻劑系統(tǒng)2填充冷卻劑。通過緩沖槽11填充引擎冷卻劑系統(tǒng)2是非?？扇〉?，因?yàn)榫彌_槽11是位于引擎冷卻劑系統(tǒng)2最高處的部分。要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，在緩沖槽11的頂部設(shè)置一個(gè)填充口頸18。在引擎的運(yùn)行期間，填充口頸18可由一個(gè)壓力能力蓋(pressure-capable cap)(未示出)密封，所述蓋可以被輕易的去掉，從而用冷卻劑來填充系統(tǒng)2。冷卻劑可通過填充口頸18被分配至冷卻劑系統(tǒng)2中，該冷卻劑通過降水端口 19排至引擎冷卻劑系統(tǒng)2的底部。對(duì)系統(tǒng)填充的冷卻劑所移位的空氣將被推進(jìn)到頂部槽29的內(nèi)部，所述頂部槽29優(yōu)選位于高于除緩沖槽11外的系統(tǒng)2的所有其它部件的位置?？諝膺M(jìn)一步通過排氣端口 20被移位到緩沖槽11內(nèi)部，并被允許通過填充口頸18離開系統(tǒng)。在緩沖槽11內(nèi)的對(duì)應(yīng)緩沖槽的期望填充位處裝備有一個(gè)窺鏡22。窺鏡22在填充工作過程中提供視覺反饋，這樣在冷卻劑的液位可通過窺鏡22觀察時(shí)停止填充。窺鏡22優(yōu)選地被布置在高于降水端口 19并低于排氣端口 20的位置，以使端口 19與緩沖槽11內(nèi)包含液體的部分流體連通，并且端口 20與包含空氣的部分流體連通。
[0039]填充口頸18內(nèi)裝備有溢流端口21。在運(yùn)行期間，填充口頸的中心鉆孔由位于溢流口21下面的壓力蓋密封。壓力蓋包含一個(gè)泄壓機(jī)制，因此在冷卻劑系統(tǒng)2內(nèi)部的壓力超過某個(gè)預(yù)定閾值時(shí)，通過穿過溢流口 21的排出空氣和/或冷卻劑來釋放壓力，由此減小壓力并防止冷卻劑系統(tǒng)2受到傷害。
[0040]在引擎系統(tǒng)內(nèi)安置緩沖槽時(shí)，特別是在引擎系統(tǒng)為非公路用職業(yè)車輛的一部分時(shí)，會(huì)遇到一些挑戰(zhàn)。將用于這種引擎系統(tǒng)的至少部分的熱交換器打包成一個(gè)冷卻組件是非常理想的，并且將緩沖槽延伸至這種組件的頂部上方通常是不可取的。然而，如上文所述，引擎冷卻劑系統(tǒng)2的正確操作要求緩沖槽位于引擎冷卻劑系統(tǒng)3的最高處。
[0041 ]為解決上述挑戰(zhàn)，緩沖槽11被集成到冷卻組件I的結(jié)構(gòu)框架7。具體地，頂部結(jié)構(gòu)框架溝槽10裝備有一個(gè)位于散熱器4的頂部槽29正上方的集成緩沖槽11。結(jié)合圖3A、圖3B、圖4和圖5，能夠更好的理解頂部結(jié)構(gòu)框架溝槽10的特征。
[0042]示例性實(shí)施例的頂部結(jié)構(gòu)架架溝槽10由鋼片形成。然而，應(yīng)該理解在它實(shí)施例中，也可由其它材料形成，例如鋁或塑料。
[0043]頂部結(jié)構(gòu)框架溝槽10包括第一U形部件12和第二U形部件13?！癠形”意味著部件具有三個(gè)首尾相連地結(jié)合的結(jié)合起來的壁部分，使得壁部分中的兩個(gè)被布置成通常相互平行并且相互對(duì)齊，并由壁部分的中間一個(gè)結(jié)合在一起，從而限定出與字母U大致相似的形狀。部件10包括在兩個(gè)平行且間隔開的平面壁15、16之間延伸的中心平面壁14。平面壁15結(jié)合到平面壁14的第一長(zhǎng)邊，平面壁16結(jié)合到平面壁14的相對(duì)的第二長(zhǎng)邊。平面壁15、16被布置成垂直于平面壁14，并且以共同的方向從平面壁14延伸，因此沿長(zhǎng)邊的方向觀察，部件10大體成U形。
[0044]在優(yōu)選實(shí)施例中，冷卻組件I被設(shè)計(jì)成熱交換器4、5和6的深度大體相同。平面壁15、16之間的間隔大小能夠在其間輕易地容納槽29、35和38，并允許這些槽通過穿過設(shè)置在平面壁15、16上的熱交換器安裝孔27延伸的熱交換器緊固件26牢固地附接到頂部結(jié)構(gòu)框架溝槽10。熱交換器安裝孔27被布置成與設(shè)置在熱交換器的槽內(nèi)部的安裝特征(如螺紋孔、通孔或自攻孔)相符合。
[0045]通過形成第二 U形部件13并將第二 U形部件13插入平面壁15、16之間的空間以形成緩沖槽的體積17，緩沖槽11被直接集成到頂部結(jié)構(gòu)框架溝槽10。為了提供大體上封閉的體積17，U形部件12和13通過焊接、釬焊、粘合或其它結(jié)合技術(shù)結(jié)合到一起。
[0046]填充口頸18、排氣端口20、降水端口 19和窺鏡22可被組裝到部件12和/或部件13內(nèi)設(shè)置的開口中，并可以結(jié)合到那里以提供額外的免漏結(jié)合。所述結(jié)合的方式與針對(duì)部件12和13描述的方式類似，或是以其它公知的結(jié)合方法來完成。在一些情況下，其中一個(gè)所提到的部件可以由兩個(gè)或是更多的零件結(jié)合。例如，窺鏡22可包括焊接到平面壁15的一個(gè)開口中的內(nèi)部螺紋接收器，以及穿入到所述接收器的外部螺紋窺鏡部件。
[0047]在一些情況下，在U形部件13插入到U形部件12之后，前述部件中的至少一些被結(jié)合到頂部結(jié)構(gòu)框架溝槽10。例如，為了對(duì)穿過端口 19的流的阻隔提供所需，在緩沖槽11內(nèi)提供一個(gè)越過降水端口 19延伸的支架42是可取的。支架42可預(yù)組裝到部件13上，隨后端口 19穿過平面壁15被插入，使其容納在支架42和部件13形成的容器內(nèi)。
[0048]首先從鋼片上剪下一個(gè)板坯，然后通過創(chuàng)造兩個(gè)直角彎曲使所述坯形成平面壁14、15和16，通過這種方法形成U形部件12尤其可取。用于組裝緩沖槽的不同部件(例如，降水端口 19、窺鏡22、排氣端口 20和填充口頸18)的開口是在形成所述壁之前形成的，可選在與坯的剪切相同的操作中。安裝孔23和27，以及被設(shè)置為容納不同熱交換器的流體端口的槽口 41，可以類似的方法形成。在一些實(shí)施例中，安裝孔23和/或27的至少一些形成為細(xì)長(zhǎng)狹槽。
[0049]在一些特別優(yōu)選的實(shí)施例中，頂部結(jié)構(gòu)框架溝槽10的平面壁15和16的大小被設(shè)置為越過冷卻組件寬度中增壓空氣冷卻器5和油冷卻器6所位于的部分，與增壓空氣冷卻器槽35和油冷卻器槽38的高度相一致。相似地，平面壁15和16的大小被設(shè)置為越過冷卻組件寬度中散熱器4所位于的部分，與緩沖槽11和散熱器頂部槽的總高度相一致。另外，底部結(jié)構(gòu)框架溝槽9可以具有相似的U形構(gòu)造，具有被豎直布置的壁，這些壁與增壓空氣冷卻器槽35、油冷卻器槽38和散熱器底部槽30的高度相匹配。這樣做，可以確保結(jié)構(gòu)框架7不與熱交換芯28、34和37相重疊，從而使得穿過這些熱交換芯的氣流不受阻塞。
[0050]通過這樣的方式將緩沖槽11集成到冷卻組件I中，使得散熱器4、增壓空氣冷卻器5和油冷卻器6的正面都達(dá)到了最大化。因?yàn)樯鲜龅乃袩峤粨Q器和緩沖槽11都位于平面壁14的共同側(cè)，因此平面壁14在水平定向上被提升至引擎室的極高處。這使得冷卻組件I能夠被輕易地集成到全部引擎系統(tǒng)，特別是引擎系統(tǒng)為車輛的一部分的情況下。
[0051]參照本實(shí)用新型的特定實(shí)施例，描述了本實(shí)用新型的某些特征和元件的不同替代品。除了與上述每個(gè)實(shí)施例互相排斥或是不一致的特征、元件和運(yùn)行模式，應(yīng)該注意的是，參考一個(gè)特定實(shí)施例所描述的可替換的特征、元件和運(yùn)行模式也適用于其它實(shí)施例。
[0052]上文所描述的以及圖中所示出的實(shí)施例僅以舉例的方式提供，并不作為對(duì)本實(shí)用新型的思想和原則的限制。同樣地，在不背離本實(shí)用新型的精神和范圍的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解對(duì)元件及其構(gòu)型和布置的不同改變都是可行的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.冷卻組件，包括: 多個(gè)熱交換器，其中至少一個(gè)為冷卻劑散熱器； 沿所述冷卻組件的端部延伸的結(jié)構(gòu)框架溝槽，所述多個(gè)熱交換器至少部分地固定到所述結(jié)構(gòu)框架溝槽;以及 冷卻劑緩沖槽，其集成到所述冷卻組件并與所述冷卻劑散熱器流體連通，所述冷卻劑緩沖槽具有由多個(gè)壁圍成的冷卻劑體積，并且這些壁的至少一個(gè)是由所述結(jié)構(gòu)框架溝槽提供的。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻組件，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)框架溝槽限定出沿所述冷卻組件的寬度維度延伸的平面壁，所述多個(gè)熱交換器和所述冷卻劑緩沖槽位于所述平面壁的共同側(cè)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的冷卻組件，其特征在于，所述冷卻劑緩沖槽被布置在所述平面壁和所述冷卻劑散熱器之間。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻組件，其特征在于，所述多個(gè)熱交換器中的每個(gè)包括一個(gè)熱交換器芯，并且所述結(jié)構(gòu)框架溝槽不與熱交換器芯重疊。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻組件，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)框架溝槽包括: 第一平面壁，其具有第一和第二相對(duì)的長(zhǎng)邊； 第二平面壁，其沿第一長(zhǎng)邊延伸并垂直于所述第一平面壁被定向；以及第三平面壁，其沿第二長(zhǎng)邊延伸并垂直于所述第一平面壁被定向，其中第一、第二和第三平面壁的每一個(gè)都限定出圍成所述冷卻劑體積的多個(gè)壁中的一個(gè)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的冷卻組件，其特征在于，所述第一平面壁、所述第二平面壁和所述第三平面壁共同限定出第一 U形部分，進(jìn)一步包括: 第四平面壁，其具有第三和第四相對(duì)的長(zhǎng)邊； 第五平面壁，其沿第三長(zhǎng)邊延伸垂直于所述第四平面壁被定向；以及第六平面壁，其沿第四長(zhǎng)邊延伸并垂直于所述第四平面壁被定向，所述第四平面壁、所述第五平面壁和所述第六平面壁共同限定出第二 U形部分，其中所述第二 U形部分被容納在所述第一 U形部分內(nèi)并與所述第一 U形部分結(jié)合從而限定出所述冷卻劑緩沖槽。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的冷卻組件，進(jìn)一步包括冷卻劑填充口頸，其與所述第一平面壁結(jié)合并延伸至所述冷卻劑體積中。8.安裝在引擎系統(tǒng)內(nèi)的冷卻組件，所述引擎系統(tǒng)具有冷卻劑回路，所述冷卻組件包括: 頂部結(jié)構(gòu)框架溝槽； 底部結(jié)構(gòu)框架溝槽，所述底部結(jié)構(gòu)框架溝槽與所述頂部結(jié)構(gòu)框架溝槽間隔開并低于所述頂部結(jié)構(gòu)框架溝槽； 冷卻劑散熱器，其被布置在所述頂部結(jié)構(gòu)框架溝槽和所述底部結(jié)構(gòu)框架溝槽之間并固定到所述頂部結(jié)構(gòu)框架溝槽和所述底部結(jié)構(gòu)框架溝槽，所述冷卻劑散熱器構(gòu)成所述冷卻劑回路的一部分；以及 冷卻劑緩沖槽，其被設(shè)置在所述頂部結(jié)構(gòu)框架溝槽內(nèi)部并位于所述冷卻劑散熱器上方，所述冷卻劑緩沖槽構(gòu)成所述冷卻劑回路的一部分。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的冷卻組件，其特征在于，所述冷卻劑緩沖槽位于沿所述冷卻劑回路的最高位置處。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的冷卻組件，其特征在于，所述冷卻劑散熱器包括一個(gè)入口槽和一個(gè)出口槽，并且其中所述冷卻劑緩沖槽通過被設(shè)置在所述冷卻劑緩沖槽上部定位的排氣端口流體耦合到所述入口槽和所述出口槽中的一個(gè)。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的冷卻組件，其特征在于，所述入口槽固定到所述頂部結(jié)構(gòu)框架溝槽，所述出口槽固定到所述底部結(jié)構(gòu)框架溝槽，并且所述冷卻劑緩沖槽流體耦合到所述入口槽。12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的冷卻組件，進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)固定于所述頂部結(jié)構(gòu)框架溝槽和所述底部結(jié)構(gòu)框架溝槽的額外熱交換器。13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的冷卻組件，其特征在于，所述冷卻劑緩沖槽通過被設(shè)置在所述冷卻劑緩沖槽下部定位的降水端口流體耦合到沿所述冷卻劑回路的最低定位處。14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的冷卻組件，其特征在于，所述頂部結(jié)構(gòu)框架溝槽包括: 第一 U形部分，其由水平布置的第一平面壁限定，所述第一平面壁由第一和第二豎直布置的平面壁結(jié)合；以及 第二 U形部分，其由水平布置的第二平面壁限定，所述第二平面壁由第三和第四豎直布置的平面壁結(jié)合，所述第二 U形部分容納到所述第一 U形部分內(nèi)部并結(jié)合到所述第一 U形部分從而限定所述冷卻劑緩沖槽。
【文檔編號(hào)】F01P11/00GK205638663SQ201520817019
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2015年10月20日
【發(fā)明人】J·斯克任尼阿爾茨, M·J·赫爾尼格爾
【申請(qǐng)人】摩丁制造公司